損傷電流在不同類型心臟起搏中的臨床價(jià)值*

蔣麗夢(mèng) 戴振宇 蘇藍(lán)

由于急性心肌梗死等原因出現(xiàn)心肌缺血時(shí)可以在體表心電圖上記錄到的心電圖異常改變,主要表現(xiàn)為ST段抬高、T波倒置等。在心臟起搏器植入過(guò)程中,亦可以在腔內(nèi)圖上記錄到類似的心電學(xué)改變,這種改變被稱為損傷電流,筆者總結(jié)損傷電流的產(chǎn)生機(jī)制及其在不同起搏器,包括無(wú)導(dǎo)線和希浦系統(tǒng)起搏植入中的研究進(jìn)展,在此提醒植入醫(yī)師在手術(shù)操作中注意規(guī)范性,重視損傷電流的臨床指導(dǎo)價(jià)值和意義。

1 損傷電流的提出

1.1 損傷電流的定義 心電圖ST段為心室除極結(jié)束至心室開(kāi)始緩慢復(fù)極的一段時(shí)間,在透壁性或心外膜心肌缺血損傷時(shí)心肌復(fù)極的順序發(fā)生逆轉(zhuǎn)即由心內(nèi)膜先復(fù)極,這種由心肌缺血引起復(fù)極化過(guò)程發(fā)生改變?cè)隗w表心電圖上表現(xiàn)為在指向壞死區(qū)周圍心肌損傷的導(dǎo)聯(lián)上出現(xiàn)ST段抬高及持續(xù)時(shí)間延長(zhǎng),稱為損傷電流。起搏導(dǎo)線固定于心內(nèi)膜時(shí),電極壓力對(duì)局部心肌產(chǎn)生局灶性損傷[1],在腔內(nèi)圖上亦可以記錄到損傷電流,并且這種改變隨著時(shí)間進(jìn)展可以消退,逐漸恢復(fù)到正常的水平。

1.2 損傷電流產(chǎn)生的機(jī)制 目前關(guān)于心肌損傷ST段抬高的機(jī)制主要有“損傷電流學(xué)說(shuō)”、“除極受阻學(xué)說(shuō)”、“離子流學(xué)說(shuō)”這三個(gè)理論。

“損傷電流學(xué)說(shuō)”[2－5]提出當(dāng)心肌細(xì)胞損傷時(shí),在復(fù)極后的靜息期,損傷區(qū)心肌細(xì)胞膜外仍有一部分正電荷不斷進(jìn)入細(xì)胞膜內(nèi),使膜外電位降低。正常心肌細(xì)胞膜外電位高于損傷區(qū)心肌細(xì)胞,兩者之間存在電位差,直接引起從T波結(jié)束到P波起點(diǎn)段(TP段)基線的下降,使ST段相對(duì)抬高。

“除極受阻學(xué)說(shuō)”[2－3]提出心肌損傷時(shí),損傷區(qū)心肌細(xì)胞膜外正電位逐漸減小直至喪失除極能力,除極結(jié)束后,健康的心肌細(xì)胞膜外排列一層負(fù)電荷,而受損區(qū)心肌細(xì)胞外排列一層正電荷,電流由受損區(qū)心肌流向健康心肌,在面向損傷區(qū)的導(dǎo)聯(lián)表現(xiàn)為ST段抬高。

“離子流學(xué)說(shuō)”即“心室復(fù)極平臺(tái)期跨壁離散學(xué)說(shuō)”[6－8],該學(xué)說(shuō)認(rèn)為透壁性心肌缺血時(shí),心外膜Ito(瞬時(shí)外向K＋電流)明顯增大,動(dòng)作電位1相下降幅度增加,使經(jīng)L型鈣通道內(nèi)流的鈣離子減少或消失,導(dǎo)致心外膜平臺(tái)期縮短或丟失,心外膜復(fù)極加快而呈正電位,內(nèi)外膜之間的電位差引起ST段抬高。

1.3 損傷電流的記錄方法 起搏電極導(dǎo)線本身為金屬導(dǎo)體,在非起搏狀態(tài)下,將此損傷區(qū)域腔內(nèi)的電位變化引出到體外,通過(guò)調(diào)整記錄儀器在適當(dāng)?shù)臑V波范圍可以描記到損傷電流。在低頻段＞0.5Hz濾波設(shè)置下可以描記到心房和心室損傷電流。

2 不同的損傷電流的特征

2.1 起搏器損傷電流的定義 早在2005年,Sherry等[9]就提出起搏器損傷電流的定義：心房波后PR段較基線抬高≥1 m V,心室波后ST段抬高≥5 m V,或較基線抬高超過(guò)自身振幅的25%為滿意的損傷電流。而Haghjoo等[10]則認(rèn)為心房較基線抬高≥2 m V,心室≥10 m V才能被定義為充分的損傷電流。Shali等[11]定義了損傷電流的持續(xù)時(shí)程,ST段抬高超過(guò)自身R波振幅的25%為損傷電流的出現(xiàn),ST/R降至25%的時(shí)間對(duì)應(yīng)損傷電流消退點(diǎn),計(jì)算從損傷電流出現(xiàn)到消退的時(shí)間間隔作為損傷電流的維持時(shí)間。心室波振幅明顯高于心房波,可能是由于心臟室壁較房壁厚,在固定時(shí),可能損傷更多的心肌細(xì)胞,產(chǎn)生更顯著的電位改變(圖1)。容易理解的一點(diǎn)是,損傷電流越大,提示電極固定于心肌越深,相反地,損傷電流越小,提示電極固定于心肌越淺,因此出現(xiàn)損傷電流并且振幅必須具有一定高度才有陽(yáng)性價(jià)值。此外,Kafi等[12]報(bào)道了1例因電極陰陽(yáng)極反接導(dǎo)致負(fù)向心房損傷電流的病例。在心室起搏電極植入中也可以觀察到類似的現(xiàn)象。

圖1 起搏電極植入心房和心室內(nèi)膜時(shí)不同濾波范圍下記錄的損傷電流

2.2 被動(dòng)電極與主動(dòng)電極損傷電流 被動(dòng)電極頭端是叉齒樣結(jié)構(gòu),在植入時(shí)通過(guò)不導(dǎo)電的叉齒鉤住心內(nèi)膜肌小梁完成固定。而主動(dòng)固定電極頭端是螺旋結(jié)構(gòu),植入時(shí)將電極頭端螺旋擰在心內(nèi)膜上,可以放置在心腔內(nèi)任何位置。相較于被動(dòng)電極而言,常規(guī)主動(dòng)固定起搏電極的螺旋完全旋出時(shí)長(zhǎng)度約1.8 mm,在體內(nèi)固定時(shí),可造成局部心內(nèi)膜下心肌發(fā)生額外損傷,因此,主動(dòng)固定導(dǎo)線產(chǎn)生的損傷電流較被動(dòng)電極更加顯著。被動(dòng)電極損傷電流提示電極頭端與心肌充分接觸,主動(dòng)固定電極損傷電流提示電極頭端在心肌內(nèi)固定良好。

2.3 埋藏式心臟轉(zhuǎn)復(fù)除顫器(ICD)導(dǎo)線的損傷電流 Oswald等[13]提出ICD導(dǎo)線單極腔內(nèi)圖上記錄的三種不同形態(tài)的損傷電流,他們發(fā)現(xiàn)三種不同形態(tài)的損傷電流在術(shù)后3個(gè)月隨訪時(shí)起搏參數(shù)(感知、閾值、阻抗)無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,發(fā)生導(dǎo)線移位等并發(fā)癥亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異,但具體植入部位未明確表示。Tereshchenko等[14]研究了由心室顫動(dòng)誘發(fā)的ICD放電后出現(xiàn)的局部電流損傷,發(fā)現(xiàn)其與心力衰竭進(jìn)展、因心力衰竭住院及心力衰竭死亡有關(guān)。其損傷電流產(chǎn)生的機(jī)制可能是除顫放電引起細(xì)胞膜去極化,使整個(gè)心臟的電活動(dòng)恢復(fù)同步性,由除顫放電引起的細(xì)胞膜電位的改變是巨大的,可以造成心肌細(xì)胞膜的損傷。

2.4 無(wú)導(dǎo)線起搏 Breitenstein等[15]首次提出了在無(wú)導(dǎo)線起搏器植入術(shù)中觀察到損傷電流,在他們的研究中,38%的患者可以記錄到損傷電流,其損傷電流出現(xiàn)的定義為ST段較基線抬高≥25%對(duì)應(yīng)右室電圖的振幅。他們觀察到無(wú)導(dǎo)線起搏器損傷電流與植入時(shí)較低的感知和較高的閾值有關(guān),但是在術(shù)后2周的隨訪時(shí),急性水腫消退,閾值降低,感知改善,有損傷電流組起搏參數(shù)與無(wú)損傷電流組相似。此外,他們發(fā)現(xiàn)記錄到損傷電流者術(shù)中重置率是無(wú)損傷電流者的26倍,這與傳統(tǒng)導(dǎo)線的研究結(jié)果不一致。這些發(fā)現(xiàn)與無(wú)導(dǎo)線起搏的固定結(jié)構(gòu)有關(guān),無(wú)導(dǎo)線起搏器通過(guò)4個(gè)爪形結(jié)構(gòu)固定于心腔內(nèi)肌小梁上,而起搏器頭端陰極本身只需要貼靠在心內(nèi)膜表面即可,其記錄的損傷電流與至少兩個(gè)爪的可靠固定無(wú)直接關(guān)聯(lián)性,而可能因其釋放時(shí)陰極頭頂住內(nèi)膜導(dǎo)致?lián)p傷,引起急性期閾值稍高,因此損傷電流陽(yáng)性的病例中重置率也偏高(圖2)。不同于常規(guī)起搏,需要有更多樣本量的前瞻性研究來(lái)評(píng)估損傷電流和無(wú)導(dǎo)線起搏器閾值的相關(guān)性,因此也應(yīng)當(dāng)建議在無(wú)導(dǎo)線起搏器植入中監(jiān)測(cè)損傷電流,如果出現(xiàn)損傷電流可以適當(dāng)延長(zhǎng)觀察時(shí)間等待閾值下降,避免多次重置。

圖2 無(wú)導(dǎo)線起搏器的固定

3 傳導(dǎo)束的損傷電流

近年來(lái),希浦系統(tǒng)起搏一直是生理性起搏的研究熱點(diǎn),也有越來(lái)越多學(xué)者注意到傳導(dǎo)系統(tǒng)的損傷電流及其特點(diǎn),以及其在傳導(dǎo)束起搏定位時(shí)的指導(dǎo)價(jià)值。傳導(dǎo)束的損傷電流主要是指His束損傷電流和左束支近端或主干的損傷電流。

3.1 His束損傷電流 2015年Vijayaraman等[16]首次提出His束損傷電流。在他們的研究中,只有37%的患者在術(shù)中觀察到了His束損傷電流,His束損傷電流不能時(shí)刻被記錄到,因?yàn)樗锌赡鼙桓叽蟮男氖倚盘?hào)掩蓋。術(shù)中能否描記到His束損傷電流有三個(gè)關(guān)鍵因素：His束的解剖結(jié)構(gòu)、適當(dāng)?shù)臑V波帶寬和電極與His束的位置關(guān)系。His束起搏時(shí)觀察到His束損傷電流或一過(guò)性傳導(dǎo)阻滯提示電極比較精準(zhǔn)的定位于His束區(qū)域,急性閾值理想[17－18]。此外,Vijayaraman等還發(fā)現(xiàn)37%的His束起搏中出現(xiàn)右束支傳導(dǎo)阻滯和HV延長(zhǎng)常常伴隨著大His電位及損傷電流的出現(xiàn),聯(lián)系His束的解剖特點(diǎn),可能是由于此類型His束走行在心內(nèi)膜下,位置比較表淺,故而電極頭定位到His束容易記錄到大電位和損傷。Sato等[19]發(fā)現(xiàn)深的負(fù)向His束電位在預(yù)測(cè)短期閾值的價(jià)值上類似于損傷電流,負(fù)向偏轉(zhuǎn)定義為在植入時(shí)出現(xiàn)的任何低于基線0.06 m V以上的負(fù)向偏轉(zhuǎn)。

3.2 左束支損傷電流 相較于37%～45%的His束損傷電流的出現(xiàn)率[16,19],左束支損傷電流可以被更多的記錄到。在Su等[20]的研究中,左束支損傷電流能夠在67%有左束支電位的患者中被記錄到(圖3),可能是由于相對(duì)于His束的區(qū)域小、定位深、周圍有較多的纖維結(jié)締組織包繞的解剖特點(diǎn),左束支大多走行在室間隔心內(nèi)膜下,分布范圍大,更容易定位,因而更容易出現(xiàn)損傷。臨床研究觀察到三種不同形態(tài)的左束支損傷電流[20],類型Ⅰ：清晰可辨的高頻電位后面是弓形或水平抬高的PV段。這種損傷有時(shí)會(huì)導(dǎo)致高頻電位持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。部分患者抬高的PV節(jié)段在手術(shù)結(jié)束時(shí)可以恢復(fù)到等電位水平。這類損傷電流的平均持續(xù)時(shí)間為(17.6±7.8)min。類型Ⅱ：顯著的抬高的PV段使高頻信號(hào)隱藏在其中,隨著損傷電流的消退,可能會(huì)變成I型損傷電流的形態(tài),電位變得更加明顯。這類損傷電流的平均持續(xù)時(shí)間為(26.0±16.4)min。類型Ⅲ：左束支電位伴隨深的負(fù)向損傷電流,隨著時(shí)間的推移,部分患者恢復(fù)到等電位水平,高頻電位變得更加明顯。這類損傷電流的平均持續(xù)時(shí)間為(21.1±13.9)min。不同形態(tài)左束支損傷電流的起搏參數(shù)無(wú)差異,有損傷電流出現(xiàn)的患者傳導(dǎo)束閾值低,提示可能與電極頭端定位準(zhǔn)確,直接接觸傳導(dǎo)束有關(guān)。

圖3 左束支起搏電極到位后記錄到左束支電位伴損傷電流的動(dòng)態(tài)變化

4 損傷電流的臨床價(jià)值

4.1 電極穩(wěn)定性相關(guān) 雖然主動(dòng)固定電極可以植入在心腔內(nèi)任意部位,但其脫位率仍在1.0%～5.2%之間[21－22]。許多臨床研究都提出損傷電流可以預(yù)測(cè)起搏電極的穩(wěn)定性。起搏電極固定后出現(xiàn)損傷電流且其振幅越高、持續(xù)時(shí)間越長(zhǎng)提示導(dǎo)線的穩(wěn)定性較好,反之,如果損傷電流在出現(xiàn)后迅速消退則意味著電極放置位置不佳,移位或脫位的風(fēng)險(xiǎn)較高,

需要重新固定[23－26]。Shali等[11]以家兔為研究對(duì)象,觀察和分析了損傷電流的時(shí)間特性,他們發(fā)現(xiàn)在固定后即刻出現(xiàn)損傷電流,而出現(xiàn)后快速消退,這種情況下導(dǎo)線固定常常是不穩(wěn)定的,因此需要?jiǎng)討B(tài)監(jiān)測(cè)損傷電流隨時(shí)間的變化過(guò)程,否則可能被最初出現(xiàn)的損傷電流所誤導(dǎo)。

4.2 預(yù)測(cè)導(dǎo)線穿孔 電極頭端穿孔到心外膜在傳統(tǒng)電極和ICD電極植入中的發(fā)生率大約在0.1%～5.2%[27],而主動(dòng)固定電極有更高的穿孔率,在左束支起搏術(shù)中,電極穿孔至左室腔內(nèi)相對(duì)常見(jiàn),增加室間隔損傷和多次電極重置的風(fēng)險(xiǎn)。因此左束支電位的損傷電流聯(lián)合心室波的損傷電流可以預(yù)測(cè)電極在室間隔的深度,預(yù)測(cè)和判斷是否穿孔[20,28],術(shù)中束支電位伴損傷電流和心室損傷電流突然消失或阻抗驟降,提示室間隔穿孔。圖4。

圖4 室間隔穿孔前后損傷電流和影像改變

4.3 傳導(dǎo)束定位和低奪獲閾值 研究表明希浦系統(tǒng)起搏出現(xiàn)傳導(dǎo)束損傷電流者較無(wú)損傷電流者起搏閾值更低。Vijayaraman等[16]和Sato等[19]發(fā)現(xiàn)His束損傷電流是急性閾值良好的標(biāo)志。Su等[20]同樣發(fā)現(xiàn)左束支損傷電流可以預(yù)測(cè)較好的左束支奪獲閾值,其閾值較低的機(jī)制可能是在心臟傳導(dǎo)系統(tǒng)起搏中,如果記錄到相應(yīng)的損傷電流,則提示電極頭端位于或接近傳導(dǎo)系統(tǒng),定位準(zhǔn)確,此時(shí)就可以以較低的輸出奪獲傳導(dǎo)束。這些有關(guān)傳導(dǎo)系統(tǒng)損傷電流與閾值相關(guān)性的研究大都是中短期的研究,需要進(jìn)一步研究損傷電流與長(zhǎng)期起搏閾值穩(wěn)定性的關(guān)系。

5 未來(lái)研究的方向

目前關(guān)于損傷電流的研究大都是短期的研究,未來(lái)還需要更多的基礎(chǔ)研究及長(zhǎng)期隨訪進(jìn)一步探索不同起搏器損傷電流的特點(diǎn)(如損傷電流的形態(tài)、隨時(shí)間變化的消退情況等)及其在預(yù)測(cè)起搏參數(shù)、預(yù)后、并發(fā)癥等方面的意義,尤其是在希浦系統(tǒng)起搏和無(wú)導(dǎo)線起搏中的價(jià)值。同時(shí),需要進(jìn)一步規(guī)范化起搏器植入術(shù)中損傷電流的記錄及評(píng)估,可以通過(guò)術(shù)中多導(dǎo)儀或程控儀以及普通監(jiān)護(hù)儀對(duì)損傷電流進(jìn)行描記,幫助植入醫(yī)生提高手術(shù)成功率和減少電極脫位及穿孔等并發(fā)癥。